6ES7212-1AE40-0XB0技术参数

西门子S7-300 PLC与模拟屏串行通信

变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器触点或具有继电器触点开关特性的元器件（如晶体管）与plc相连，得到运行状态指令，如图1所示。

 
图1 运行信号的连接方式

在使用继电器触点时，常常因为接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，以保证系统的可靠性。
变频器的输入信号的正确和错误接线分别如图2和图3所示。当输入开关信号进入变频器时，有时会发生外部电源和变频器控制电源（DC 24V）之间的串扰。正确的连接是利用PLC电源将外部晶体管的集电极经过二极管接到PLC上，如图4所示。

 
 
图2 变频器输入信号的正确接入方式

 

图3 变频器输入信号的错误接入方式

 

图4 外部晶体管的集电极经过
二极管接到PLC上

变频器中也存在一些数值型指令信号（如频率、电压等）的输入，可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定；模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20mA的电流信号输入。接口电路因输入信号而异，所以必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。
当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信号范围为0～10V而PLC的输出电压信号范围为0～5V时，或PLC一侧的输出信号电压范围为0～10V而变频器的输入电压信号范围为0～5V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制，需以串联的方式接入限流电阻及分压电路，以保证进行开闭时不超过PLC和变频器接口电路相应的容量。（www.dzkfw.com.cn 版权所有）此外，在连线时还应注意将布线分开，保证主电路一侧的噪声不传到控制电路中。
通常变频器也通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号，电信号的范围通常为0～10V/5V（电压信号）及0/4～20mA（电流信号）。无论哪种情况，PLC一侧的输入阻抗的大小要保证电路中电压和电流不超过电路的允许值，以保证系统的可靠性和减小误差。
另外，在使用PLC进行顺序控制时，由于CPU进行数据处理需要时间，存在一定的时间延迟，故在较的控制时应予以考虑。因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰，为保证PLC不因变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪声而出现故障，将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点：

对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线。

当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪声用的变压器等，在变频器一侧也应采取相应的措施。

当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关的线路和与PLC有关的线路分开。

变频器和PLC之间传输信号的线缆应采用屏蔽电缆或双绞线，以提高抗噪声干扰的水平。

通信实现的方法

　　4.1 初始化

　　就串行通信而言，交换数据的双方利用传输在线的电压改变来达到数据交换的目的。如何从不断改变的电压状态中解析出其中的信息，双方必须有一套共同的译码方式，遵守一定的通信规则。这就是通信端口初始化。

　　通信端口初始化有以下几个项目必须设置或确认：

　　（1） 通信模式

　　串行通信分同步和异步两种模式。同步传输在通信的两端使用同步信号作为通信的依据，异步传输则使用起始位和停止位作为通信的判断。模拟屏通信模式：异步传输;西门子plc通信模式：异步传输;二者通信模式相同。

　　（2） 数据的传输速率

　　异步通信双方并没有一个可参考的同步时钟作为基准。这样双方传送的高低电位代表几个位就不得而知了。要使双方的数据读取正常，就要考虑到传输速率。收发双方通过传输在线的电压改变来交换数据，但发送端发送的电压改变的速率必须和接收端的接受速率保持一致。模拟屏的通信速率：9600bps;西门子plc通信速率：600bps，1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps，38400bps，57600bps，76800bps。初始化，将plc波特率设为：9600bps

　　（3） 起始位及停止位

　　当发送端准备发送数据时，会在所送出的字符前后分别加上高电位的起始位及低电位的停止位。接收端会因起始位的触发而开始接收数据，并因停止位的通知而确定数据的字符信号已经结束。起始位固定为1位，而停止位则有1，1.5，2等多种选择。模拟屏的停止位：1位;西门子plc的停止位：1位或2位。初始化，将plc数据停止位设为：1位。

　　（4） 数据的发送单位

　　不同的协议会用到不同的发送单位（欧美一般用8位、日本一般用7位组成一字节），使用几位合成一字节，双方必须一致。模拟屏的数据发送单位：8位为一字节;西门子plc的数据发送单位：7位或8位为一字节。初始化，将plc数据发送单位设为：8位。

　　（5） 校验位的检查

　　为了预防错误的产生，使用校验位作为检查的机制。校验位是用来检查所发送数据正确性的一种校对码，它分奇偶校验，也可无校验。模拟屏校验位：none;西门子plc校验位：none，odd，even;初始化，将plc校验位设为：none。

　　（6） 工作模式

　　交换数据是通过一定的通信线路来实现的。微机在进行数据的发送和接收时通信线路上的数据流动方式有三种：单工、半双工、全双工。rs232和rs422使用全双工模式，rs485使用半双工模式。模拟屏工作模式：rs232全双工/rs485半双工;西门子plc工作模式：rk512全双工四线制（rs422）;3964r全双工四线制（rs422）;ascii全双工四线制（rs422）;ascii半双工两线制（rs485）;初始化，将plc工作模式设为：ascii半双工两线制（rs485）。

　　（7） 数据流控制—握手

　　传输工作进行时，发送速度若大于接收速度，而接收端的cpu处理速度不够快时，接收缓冲区就会在一定时间后溢满，造成后来发送过来的数据无法进入缓冲区而漏失。采用数据流控制，就是为了保证传输双方能正确地发送和接收数据，而不会漏失。数据流控制一般称为握手，握手分为硬件握手和软件握手。模拟屏数据流控制：none;西门子plc数据流控制：none。要通过用户程序询问和控制。

　　（8） 错误预防—校验码

　　在传输的过程中，数据有可能受到干扰而使原来的数据信号发生扭曲。为了监测数据在发送过程中的错误，必须对数据作进一步的确认工作，简单的方式就是使用校验码。模拟屏校验码：异或校验和。要在plc上编校验码程序。